Color de las gónadas

Aunque se ha indicado que la coloración de las gónadas no afecta su valor nutrimental, si afecta el comportamiento del consumidor. Ya que las gónadas de los erizos se sirven en su mayoría como alimento crudo para sushi; por lo que su coloración va afectar el precio comercial (Chen et al., 2013). Gónadas con coloraciones amarillas brillantes o anaranjadas brillantes tienen un alto valor comercial, en los erizos de mar, los carotenos son los responsables de generar estas coloraciones.

En los animales, los pigmentos específicamente los carotenoides son antioxidantes y compuestos pro vitamina A que deben ser absorbidos del alimento y transportados a los tejidos objetivos en donde son tomados y estabilizados para llevar a cabo su función fisiológica. Es decir, los animales no sintetizan de novo los carotenoides y los que se encuentran en los animales como en las gónadas de los erizos, son acumulaciones de pigmentos adquiridos de alimentos como las macroalgas y que son modificados estructuralmente a partir de reacciones metabólicas para el cumplimiento de funciones biológicas (Griffiths y Perrott, 1976; Tsushima y Matsuno, 1990; Borisovets et al., 2002; Symonds et al., 2007; Symonds et al., 2009). Los pigmentos, especialmente el β-caroteno, tienen funciones de protección foto-oxidativa en las gónadas de los erizos, mejoran el desarrollo de los gametos (Taylor et al., 2014), y estimulan el sistema inmune (Kawakami et al., 1998). De acuerdo con Lawrence et al. (2001), la coloración de las gónadas es el criterio de mayor importancia para el mercado, un color incorrecto o variable en el punto de venta tiene un efecto negativo en el valor económico de las gónadas de todas las especies. Es por esto, que el costo efectivo de las dietas que mejoran el color de las gónadas es el éxito de la industria ericera.

Varios estudios indican que mientras las dietas formuladas son exitosas en incrementar el IG, tienden a fallar en producir gónadas con coloraciones óptimas (Cook et al., 1998; Barker et al., 1998; Grosjean et al., 1998; Watts et al., 1998). Es por esto que muchos estudios se han enfocado en mejorar la coloración de las gónadas mediante la evaluación de distintos pigmentos (Robinson et al., 2002; Pearce et al., 2003; Agatsuma et al., 2005) y se ha observado que los erizos alimentados con dietas formuladas que carecen de pigmentos tienen como resultado la producción de gónadas sin pigmentación (Barker et al., 1998; Kennedy et al., 2005). En este estudio no se encontraron diferencias significativas en la coloración de las gónadas entre las distintas dietas ofrecidas, al igual que lo obtenido por Siikavuopio et al. (2007) en S. droebachiensis, quienes suplementaron β-

caroteno en la dieta. Pearce et al. (2002a) utilizaron β-caroteno a 0.02% o 200 mg kg-1 en dietas y esta cantidad produjo gónadas con coloraciones en la escala de color menores a 2. Estos autores, sugirieren que el β-caroteno es uno de las fuentes de pigmento más efectivo para generar una coloración deseada en las gónadas de S. droebachiensis. En los tres experimentos de alimentación realizados en este estudio, las dietas contenían la misma inclusión de ß-caroteno (1.4%) y las gónadas lograron una coloración en la escala menor de 2 (i.e. amarillas-anaranjadas pálidas o brillantes).

En el Exp. 1, cabe resaltar que la escala de coloración obtenida de los organismos alimentados con M. pyrifera y los extraídos del medio natural presentaron valores superiores a los iniciales (i.e. marrones-pálidas). La coloraciones marrones-pálidas son resultado de la acumulación de β-caroteno en las gónadas, esto es un indicativo que los organismos no realizaron la transformación del β- caroteno a equinenona (pigmento mayoritariamente encontrado en las gónadas) y aunque estas características pueden ser observadas en organismos juveniles, es más comúnmente observado en individuos de mayor edad que han perdido el esfuerzo reproductivo (Agatsuma et al., 2005). Entonces la alimentación suministrada a los organismos del Exp.1, es favorable, ya que aunque no se obtuvo una diferencia significativa en la coloración de las gónadas ente los tratamientos, los valores de la coloración de las gónadas de los organismos alimentados con las dietas PA-CB (30/42), PMB- CMA (20/54) y PB-CA (17/58) presentaron una disminución en la escala de criterios, indicando una tendencia a mejorar la coloración, manteniéndose en una escala por debajo de 2 (i.e. pálidas- brillantes).

En el Exp. 2, sí se observó una tendencia significativa de disminución de la escala de color conforme avanzaba el periodo de alimentación. Las gónadas pasaron de presentar coloraciones ¨amarillas- café/ anaranjadas – café¨ a estar entre ¨amarillas o anaranjadas pálidas¨ y ¨amarillas o anaranjadas brillantes¨. Los erizos que fueron alimentados con la dieta PM-CA (23/50) se destacaron por presentar gónadas con mejor coloración durante todo el experimento, a pesar que las concentraciones de pigmento eran iguales en todas las dietas (i.e. Amarillas o anaranjadas brillantes), al igual que lo obtenido por Pearce et al. (2002a) quienes obtuvieron mejores coloraciones gonadales al alimentar a S. droebachiensis con piensos basados en almidón y β-caroteno.

Por otra parte, en el Exp. 3, los valores de la escala de color de las gónadas disminuyó significativamente al finalizar el ensayo con todas las dietas ofrecidas; las gónadas de los organismos pasaron de presentar coloraciones "amarillas-anaranjadas marrones" a ser "amarillas-anaranjadas brillantes", indicando que no ocurrió ningún efecto provocado por la inclusión de aceite de pescado y/o lecitina de soya, pero si un efecto positivo con la alimentación formulada, contrario a lo obtenido por Azad et al. (2011) quienes obtuvieron en S. purpuratus coloraciones entre marrones y pálidas al

alimentar con una dieta formulada. McBride et al. (2004) reportaron que en M. franciscanus las diferencias en el color de las gónadas ocurren dependiendo de la temporada, sugiriendo que los erizos presentan la habilidad de tomar más o menos carotenoides de acuerdo con el estadio reproductivo, en donde los estadios I, II, y V, se caracterizan por la pérdida de carotenos en las gónadas. Esto puede indicar los buenos resultados obtenidos en la coloración de las gónadas de los organismos en el Exp. 3 en donde la mayoría de organismos se encontraban en estadios de desarrollo III y IV, caracterizados por la mayor acumulación de carotenos en gónada.

La escala de coloración mediante la obtención de las coordenadas CIE L*a*b*, es ampliamente utilizada en la industria de alimentos. En este estudio en ninguno de los tres experimentos se obtuvieron diferencias significativas para la luminosidad de las gónadas, al igual que lo obtenido en la escala de color subjetiva, indicando que las dietas no afectaron la coloración de las gónadas. Resultados similares fueron obtenidos en S. droebachiensis por Siikavuopio et al. (2007), quienes tampoco obtuvieron diferencias significativas en la coloración de las gónadas por efecto de un cambio en la cantidad de proteínas (12 a 22%) y carbohidratos (9 a 25%) en las dietas. James et al. (2004) indica utilizar como medida de comparación del color de las gónadas con los estándares de color gonadal para un mercado Japonés el abanico de color de yemas de huevo de DSM, específicamente las cartas 8 y 12, debido a su similitud con los colores requeridos por este mercado.

Los valores de luminosidad (L*), los cuales son indicativo de que tan brillante y/o luminosa es la gónada, presentan valores de (L*) entre 71 y 79 para las cartas del abanico de color. En este estudio, los valores de L* obtenidos en las gónadas en el Exp. 1 se mantuvieron entre 40 y 50; en el Exp. 2. se encontraron entre 48 y 55, y en el Exp. 3. se encontraron entre 55 y 65. Estos resultados similares a los obtenidos por Woods et al. (2008) en E. chloroticus (i.e. 50); Chen et al. (2013) en Tripnesutes gratilla (i.e. 52) y superiores a los obtenidos por Robinson et al. (2002) y Azad et al. (2011), quienes obtuvieron valores de 45 en S. droebachiensis y S. purpuratus, respectivamente. Por su parte, Pearce et al. (2004) obtuvieron valores un poco más altos de 45 en S. droebachiensis y Cook y Kelly (2009) obtuvieron un valor de 43 en Paracentrotus lividus alimentado con mejillones y macroalgas. Por lo que los valores de luminosidad de las gónadas de S. purpuratus no son alejados de lo que se puede obtener en otras especies de importancia comercial como S. droebachiensis y por el contrario son muy cercanos a las cartas de color estándar.

Los valores de a* son indicativo de que tan roja esta la coloración de las gónadas. Por ejemplo, la carta de color estándar 8 presenta unos valores de a* alrededor de 18 y la carta 12 presenta valores de 34. En este estudio, los valores de matiz (a*) obtenidos en el Exp. 1 y 2 no presentaron diferencias significativas entre las dietas ofrecidas y sus valores fueron mayores a 15. En el Exp. 3 se obtuvo que

la alimentación afecto los valores de a* disminuyéndolos significativamente con relación al valor inicial al igual que lo obtenido por Pearce et al. (2004) en S. droebachiensis. Sin embargo, en este estudio no se notó una diferencia en los valores de a* por efecto de las dietas ofrecidas y los valores estuvieron alrededor de 15, al igual que los dos experimentos anteriores e indicando mayor cercanía los valores de la carta estándar 8. Valores similares a los obtenidos en este estudio fueron encontrados por Woods et al. (2008) en E. chloroticus alimentados con dietas formuladas (i.e. 14) y por Siikavuopio et al. (2007) en S. droebachiensis (i.e. 15). Mientras que valores relativamente bajos fueron obtenidos por Azad et al. (2011) en S. purpuratus alimentado con una dieta formulada (i.e. 8), Taylor et al. (2014) en L. variegatus (<10) y Chen et al. (2013) en T. gratilla (4).

Por otra parte, los valores de b* son indicativo de que tan amarilla esta la coloración de las gónadas, y este valor en combinación con el valor de a* es lo que provoca coloraciones de las gónadas anaranjadas, amarillas-anaranjadas o amarillas. Por ejemplo, la carta de color estándar 8 presenta unos valores de b* alrededor de 81 y la carta 12 presenta valores de 70. En el presente estudio, en el Exp. 1 los valores de b* no se presentaron diferencias significativas entre los tratamientos, y los valores estuvieron entre 27 y 38. Mientras que en el Exp. 2 sí se observó un aumento significativo en relación al valor inicial y además se obtuvieron diferencias significativas por efecto de las dietas ofrecidas. Los erizos que fueron alimentados con las dietas PM-CB (23/42) y PM-CA (23/50) presentaron los valores más altos de b* (38.1 ± 12 y 38.5 ± 8, respectivamente), mientras que aquellos alimentados con la dieta PA-CA (30/50) generaron gónadas con los menores valores de b* (i.e. 27) indicando que valores intermedios de proteína (23%) son propicios para favorecer el aumento de los valores de esta variable. Aunque el transporte y acumulación de pigmentos en las gónadas de los erizos no ha sido estudiada con relación a la inclusión de macronutrientes en la dieta, no es claro por qué la inclusión de 23% de proteína resulta más favorable, sin embargo si se ha indicado que en E. choloroticus, los carotenoides para mejorar la solubilidad forman complejos con otras moléculas, generalmente proteínas y cuando se transportan en el plasma pueden incorporarse en glicoproteínas que forman complejos de elevado peso molecular (Pilbrow et al., 2012).

Al finalizar, en el Exp 3, los valores de b* no presentaron diferencias significativas y se mantuvieron en valores entre 35 y 40. Hay que tener en consideración que en este experimento la cantidad de proteína y carbohidrato era la misma en todas las dietas y aunado a que estos niveles de inclusión fueron los que propiciaron el aumento de los valores de b* en los ensayos anteriores, posiblemente ésta sea la razón por la que en este experimento se hayan obtenido valores significativamente altos. Al igual que con las proteínas, en E. choloroticus los carotenos también forman complejos con lípidos de membrana. Por ejemplo, los carotenoides inmersos en la bicapa lipídica son protegidos por la naturaleza anfipática de los fosfolípidos y cuando se transportan en el plasma pueden incorporarse

en lipoproteínas y glicoproteínas que forman la lipovitelina (Pilbrow et al., 2012). En relación a otras investigaciones, los valores obtenidos de b* en este estudio son superiores a los obtenidos por Chen et al. (2013) en T. gratilla (i.e. 31); Cook y Kelly (2009) en P. lividus (i.e. 29), Pearce et al. (2004) en S droebachiensis (i.e. 30 y 35), Siikavuopio et al. (2007) en E. chloroticus (i.e. 25-30) y Azad et al. (2011) en S. purpuratus (i.e. 25-30). Mientras que valores relativamente bajos fueron obtenidos por Taylor et al. (2014) y Robinson et al. (2002) en S. droebachiensis (15 a 20 y 15 a 17, respectivamente).

Los valores de CIE L*a*b* son un indicativo de hacía que color esta inclinada la coloración de las gónadas de los organismos, sin embargo los resultados de la diferencia de color total (ΔE00) indican el porcentaje de diferencia obtenida entre la coloración de la gónada y la carta de color estándar, es así como a menores porcentajes de ΔE00 gónadas más cercanas a una coloración óptima para el mercado japonés (James et al., 2004). En el presente estudio, en el Exp. 1. al comparar las gónadas de los organismos obtenidos del medio natural al finalizar el experimento y las gónadas de los organismos alimentados con las dietas, se puede inferir que los organismos que fueron alimentados con las dietas se vieron favorecidos por la alimentación ya que las ΔE00 observadas en los erizos del medio natural estuvieron por encima del 50%, mientras que las ΔE00 observadas en los erizos alimentados con las dietas estuvieron entre el 30 y 40% para la carta 8 y entre 25 y 30% para la carta 12. Indicando que los organismos de los tratamientos del Exp. 1 presentan color de las gónadas con mayor similitud a la carta estándar 12 (amarillas-anaranjadas).

En el Exp. 2, se obtuvieron diferencias significativas entre los tratamientos, la dieta PM-CA (23/50) resultó en generar gónadas con coloraciones más cercanas a las cartas de color estándar amarilla (ΔE00= 24.1 ± 6.0) y amarilla- anaranjado (ΔE00= 18.4 ± 5.3), congruente con los resultados obtenidos de los valores de L* a* b* para los organismos alimentados con esta dieta. Al finalizar en el Exp. 3 la ΔE00 fue significativamente diferente entre los tratamientos con ambas cartas de color. En este experimento, la inclusión de lecitina de soya en las dietas ocasionó un efecto positivo en la coloración gonadal. Los organismos que consumieron las dietas BA-BL, BA-AL y AA-AL generaron gónadas más cercanas a la carta de color 8 (20%) y a la carta de color 12 (15%). En específico las coloraciones más cercanas a las cartas de color fueron obtenidos en los organismos alimentados con una inclusión de lecitina del 4%, en donde los organismos alimentados con la dieta AA-Al presentaron gónadas con una ΔE00(8)= 18.6 ± 4.7 y los organismos alimentados con la dieta BA-AL presentaron gónadas con una ΔE00(12)=13.8 ± 4.2. Hasta el momento el único estudio que presenta similitudes tan altas como las obtenidas en este estudio en el Exp. 3, es el reportado por Woods et al. (2008), quienes obtuvieron valores de ΔE00 del 20 y 30% (amarilla – anaranjada) en las gónadas de E. chloroticus. Como se mencionó anteriormente, es posible que el transporte de los carotenos a las gónadas se vea favorecido por los fosfolípidos suministrados en la dieta (i.e. lecitina de soya), ya que

estos son inmersos en la bicapa lipídica, protegidos por los fosfolípidos de la oxidación y posteriormente transportados para cumplir su funcionalidad en las gónadas como agentes protectores de la foto-oxidación y ayudadores del desarrollo de gametos (Taylor et al., 2014).

4.1.5Composición bioquímica de las gónadas de S. purpuratus

Cada vez más, las proteínas de origen marino cobran mayor importancia y hoy en día son consideradas una fuente importante de proteína de alta calidad para el consumo humano (FAO, 2016). Sin embargo, la calidad de la proteína animal de origen marino, dependen principalmente de lo que haya consumido el propio organismo, de la temporada de su captura y en algunas especies el sexo es determinante. En el medio natural, se ha observado que los erizos de mar presentan gónadas con composición bioquímica dependiente de la época climática, de la cantidad y calidad de alimento y del estadio reproductivo en el que estos organismos se encuentren (McClintock y Pearse, 1987; Fernandez, 1997), por lo que es importante tener conocimiento de cómo influye la alimentación con dietas formuladas en la composición de las gónadas, cuando los organismos están bajo condiciones controladas.

Se ha indicado, que en general, las gónadas están compuestas por cantidades importantes de proteína (20-40%), cantidades relativamente abundantes de lípidos (6-18%) y cambios importantes en la cantidad de carbohidratos (18-55%), los cuales están vinculados con la condición reproductiva del organismo (Montero - Torreiro y García- Martínez, 2003; Senaratna et al., 2005; Hammer, 2006). En los tres experimentos de este estudio, la composición de las dietas ofrecidas generó cambios significativos en la composición bioquímica de las gónadas de los erizos, así como lo reportado por otros autores (Fernandez, 1997; Hammer, 2006). En general, en el presente estudio se observó que las proteínas y el ELN son los componentes principales en las gónadas de los erizos alimentados con las dietas formuladas, mientras que los lípidos y las cenizas se encontraron en menor cantidad. Estos resultados son congruentes con lo obtenido en L. variegatus en donde un aumento de la cantidad de proteína y carbohidrato en dieta, resulta en un mayor almacenamiento de ambos macronutrientes (Yuan, 2016).